马赛克战对海军体系作战关键技术发展的启示

杨 光，卢发兴，许俊飞，史浩然

(海军工程大学，湖北 武汉 430033)

0 引 言

二战以来，美军凭借其飞速发展的技术和先进的作战理念在世界战场处于不败地位。但随着人工智能、无人技术等先进技术在大国普及并广泛应用于军事领域，以及中、俄等国的军事理论的不断变革发展，各国军事实力得到显著提升。当今摆在美国面前最严峻的军事挑战就是大国的远程传感器以及部署的精确制导武器网[1]，反介入/区域拒止战略已成为打击和战胜美国的关键力量。曾经凭借先进技术以消耗为中心的作战理念越来越难以为继，加之近几年美国军事战略从反恐战争向大国竞争转变，美军认为仅仅在现有的战术改进军事力量，在强大的竞争对手面前已不能保持并不断提升自身优势，因此美军在作战概念上不断探索推陈出新，于2017年由美国国防高级研究计划局(DARPA)的战略技术办公室提出了马赛克战作战概念[2-5]，以应对日益严峻的战场环境以及逐渐削弱的军事优势。

决策在博伊德的观察-调整-决策-行动(Observation Orientation Decision Action,OODA)理论环中是关键环节，是所有军事行动的指导。DAPAR提出的马赛克战的作战理念实质上是决策中心战的具体体现[1]，马赛克战的核心就是通过高度分散的各作战元素灵活组合、动态重构组成自适应杀伤网，能够实现多域联合打击从而降低了敌方决策制定的质量和速度[6]。除此之外，网状作战结构能够实现系统间的高度协同，指控关系更加灵活，增强了自身作战体系的鲁棒性和机动性。近年来，美军投入大量精力开展马赛克战的研究，在2020年，DARPA就开展了50余项与马赛克战相关的项目。可想而知，随着美军对马赛克战研究的不断深入，日后必定对未来战场产生深远影响。因此，研究马赛克战的产生背景，军事优势具有深远意义。

1 美军作战概念发展及分析

美军自20世纪90年代至今，根据当下局势结合各阶段技术水平先后提出了包括网络中心战、分布式杀伤等作战概念，这些作战概念的提出强有力地推动了美军军事斗争准备和军事力量建设，并且逐渐将人工智能、无人技术等先进技术融入作战中以解决美军在武器装备水平、联合作战能力以及反制措施等方面作战优势逐渐减小的军事困境。下面以时间为主线介绍美军作战概念及先进体系的发展进程，如图1所示。

图1 美军作战概念发展历程

1997年4月，美国海军作战部长J.约翰逊上将首次提出网络中心战的概念[7]，网络中心战是通过全球信息网络，将分散配置在战场的预警探测、火力打击、指挥控制等作战系统集成为一个统一体系，实现以平台为中心向体系为中心的转变，各作战要素间战场态势感知共享，有效克服了平台中心战各作战平台侦察视野的局限，最大限度把信息优势转变为决策和行动优势，充分发挥作战效能。网络中心战是全球信息栅格和联合信息环境发展下的产物，也标志着战争形态由机械化向信息化的转变，强调以网络为基础，信息资源共享，实现陆、海、空、天、信息等多维联合，提高决策制定的速度，可以灵活应对多种战场形势。

海军一体化防空火控系统(Naval Integrated Fire Control-Counter Air, NIFC-CA)是基于网络中心战建立的，NIFC-CA系统本质上是通过协同作战系统等数据链，将战场上各平台传感器收集的战场情报信息共享，尤其是在打击平台没有探测到目标的情况下，也可根据共享态势进行协同打击，实现航母、主力战舰、舰载机等重要作战单位的无缝连接，构成海、陆、空三条杀伤链，可见数据网络是NIFC-CA系统的关键。2002年该项目被正式确定为“海上盾牌”项目[8]，该系统为后续分布式杀伤等一系列作战概念的提出奠定了技术基础。

航母战斗群虽然具有完备的对空、对陆、对海能力，但是目标明显、隐蔽性差，且主要战术行动均围绕航母开展运行，一旦航母丧失作战能力，整个编队的作战能力及战略意义将显著降低。为解决此类作战弊端，2015年1月，美国海军水面部队司令、大西洋舰队水面部队司令和海军部水面作战局共同提出“分布式杀伤”作战概念[9]，分布式杀伤强调的是水面作战领域，将海上作战由以航母战斗群为基本作战单元的海上大集群作战转型为以水面行动群为基本作战单元的海上分布式作战概念[10]。基于网络中心战的思想以及NIFC-CA的技术基础，通过分散部署，一方面增加对手打击、防御困难，另一方面可以对敌方进行火力集中实现高效打击，从而提升美海军水面部队的杀伤力来应对对手日益增强的“反介入/区域拒止”能力。

2016年，美海军发布的《保持海上优势的战略设计1.0》确立了“分布式海上作战”概念[11]，分布式海上作战概念是分布式杀伤进一步演变，其将分布广泛的作战资源集成一个整体。分布式杀伤强调的是水面作战域，而分布式海上作战覆盖空中、水面和水下等多个作战域，力争夺取制海权。2018年，美海军将分布式海上作战确定为顶层作战概念[12]，分布式杀伤和分布式海上作战概念加速了马赛克战作战概念的诞生。

随着智能技术、无人技术的飞速发展，以及美军军费的限制，以大型作战平台为主的消耗战已不再适用未来信息化战场，2017年8月美国国防高级研究计划局的战略技术办公室提出了“马赛克战”这一创新性作战概念[6]。马赛克战的思想来源于马赛克拼图，在功能层面上对作战要素进行随机组合，在不同战场环境下，作战要素又可灵活重构，形成鲁棒性高、机动性强、自主协同的广域杀伤网。2020年，美国战略与预算评估中心(CSBA)提出基于决策中心的马赛克战将充分利用人工智能和自主系统技术完成作战力量的分布式灵活部署和多样化战术[1]，形成复杂战场态势，击垮敌方的认知判断，即使在有战斗损失或者指挥链路遭到破坏的情况下，整个作战体系也可不受影响的继续运行。

通过以上介绍，可以了解到美军作战概念的演变都是紧跟技术的发展，并且是环环相扣的，网络中心战提出作战单元要通过网络实现信息共享形成一个体系，NIFC-CA系统提供了网络和数据链传输的基础，分布式杀伤在先前的基础上将体系打散，形成多条杀伤链，实现“漂浮者都是战斗者”的作战要求，但分布式杀伤的作战单元依然是具有防空、反舰、反潜能力的较大型作战平台，目标较大，组合不够灵活。分布式海上作战则将水面作战域扩展为多域作战。随着智能技术，人工技术的发展并投入到战争中，马赛克战应运而生，其大量使用了承载单一或较少功能的作战单元，在前期理论和技术的基础上，力求通过先进的网络和数据链实现资源共享，在指挥员和智能辅助决策系统的指挥下，形成广域覆盖的杀伤网，破坏敌方决策的速度和质量，从而取得战争的胜利。

2 基于决策中心的马赛克战的技术特征优势

马赛克的核心思想是通过人的指挥和机器控制，快速组成更加分散的军事力量，为美军创造适应性，为敌方创造复杂性和不确定性。从美军作战概念的发展过程可以看出，网络中心战、海军一体化防空火控系统、分布式杀伤等概念及技术的发展演变为马赛克战提供了技术支持和理论支撑，但马赛克战也具有其独特性。

2.1 人工智能辅助决策

未来战场边界不明确，作战态势瞬息万变。复杂战场环境和高强度体系对抗对指挥人员行动、认知、决策的能力要求日益提高，单纯靠人工方式进行作战筹划和指挥协调是不可能的，马赛克战的核心理念是利用人工智能技术和自主武器系统提升指挥机构决策的快速性和有效性，加快作战体系构建速度和作战节奏[14]。根据实际战场态势，进行多源战场态势融合，统筹作战资源，实时进行动态分配，形成最优化的杀伤网，提高使对手陷入多重困境的能力。将人类指挥和人工智能以及自主系统相结合，优势互补，充分利用人的灵活性、洞察力和创造思维，同时发挥机器的速度和规模优势。

马赛克战战场组织形态强调去中心化，指控体系更加扁平化，摒弃传统自上而下的作战规划方式，实现跨级指挥，实现战区内作战单位对战场资源的灵活调用，使得以月或年为单位的传统装备体系或作战体系构建周期降为以天或小时，极大提升了军事实力。

2.2 融入无人作战单元的分布式结构

通过无人技术和通信网络，美军能够执行更加分布的作战行动。随着无人技术的飞速发展，大量的无人机投入使用，可以在无人平台上部署传感器或火力单元，担负侦察、火力打击等任务，包括现役的MQ-8B“火力侦察兵”、RQ-4“全球鹰”等[13]，还包括在研的MQ-4C、MQ-25等。无人装备的使用不仅能够减少人员在战争或者恶劣环境中伤亡的风险，而且无人平台在战场上机动灵活，隐蔽性好，研制难度低、周期短、成本低，这大大增强了强对抗战场环境下装备损耗的可承受性。

美军通过将传统集成化任务载荷分配在同构/异构平台，将低成本、低复杂度的作战单元以多种方式链接在一起，构建成一个类似马赛克块的作战网络，该网络极具鲁棒性、弹性、适应性、灵活性，资源高度共享，不仅加重敌方的认知负担，而且当某一节点受损时,能够迅速重构，继续履行作战职能，实现不对称军事优势。

2.3 更加注重体系建设

文献[15]给出了体系的定义为在不确定环境下，为了完成某个特定使命或任务，由大量功能上相互独立、操作上具有较强交互性的系统，在一定约束条件下，按照某种模式或方式组合而成的全新的系统，也就是说作战体系是在系统的基础上构建而成的，即系统之系统(SoSs)，如图2所示。网络中心战、分布式杀伤概念下的体系组成元素多为大型舰艇平台，虽然打击能力、抗毁能力等一般要高于小型无人机平台，但目标大，易遭到打击，机动性差，因其制造成本较高，参战平台数量也有限。信息化战争中作战使命需求变化更快，这就需要作战单元能够根据战场环境随机变换。马赛克战作战体系的系统间具有较强的独立性，且各系统均能完成某一特定的作战任务，能够根据不同的任务需求快速的重组或者分解。

图2 武器装备体系的层次结构图

此外，体系还具有涌现性，这一性质是系统不具备的，涌现出的能力可以分为继承类和非继承类[16]，呈现出较高的作战体系效能，因此作战体系是未来战场的趋势。

3 马赛克战的启示

3.1 “理技融合”在未来战场中的重要作用

未来战场呈现全域一体化作战模式，马赛克战的诞生更增加了战场的不确定性，这就对指挥员提出了更高的要求。对于我军来说如何识破对方的决策意图，并快速正确制定作战响应是关键问题。马赛克战强调指挥决策不单单依靠指挥员，而是依靠人的指挥和机器的辅助决策有机结合，这颠覆了固有的指挥控制流程，而这也是未来的一个大趋势[17-18]。在加速发展人工智能技术及无人技术的同时，也要深刻研究先进的军事理论，使传统作战理论向工程化、信息化转变，并从技术上突破人机交互技术、分布式人机决策技术等关键技术问题，才能实现指挥员的作战筹划与辅助系统的管理控制有机结合，否则海上信息化战争、智能化战争将是纸上谈兵。

3.2 可靠的通信组网是马赛克战的基础

马赛克战融入大量的无人机、无人水面航行器、水下潜器，能够覆盖更广阔的作战域，这就需要超视距乃至更远的稳定通信。因此弹性的网络及可靠的通信技术是实现马赛克战的基础也是关键。而且马赛克战作战体系中存在多军种兵力、同构/异构作战单元，有人/无人平台，各作战单元配置、接口不同，并且涉及对空及水下通信，需要通信组网具备良好的兼容性。在5G网络中，没有一种网络结构能够同时满足不同场景的需求[19]，因此急需一种能够根据瞬息万变的战场环境灵活构建的网络结构。网络安全性也是不能被忽视的，目前网络攻击手段较多，而对于以网络互连为基础的马赛克战来说，更是要保证数据链的保密以及网络的韧性。

与美军相比，我军通信技术、协同控制技术及其在作战指挥系统中的运用一直处于劣势，随着无人技术的发展及各种智能化控制技术的运用，马赛克战必将成为未来海上作战的主要样式，我军必须提早筹划、针对性建设，弥补马赛克战作战协同控制的短板。

3.3 信息保障能力有待加强

战场情报和信息是制定决策的依据，是OODA作战环首要环节，随着战场作战空间的不断扩大，单纯靠单一类型的传感器已经不能满足新型作战方式的需求，需要依靠广阔分布在战场的各类传感器实时收集战场情报信息，如岸基、机载、舰载雷达、天基探测装备、水下声呐等，信息来源多样，能够充分了解战场环境，实现超时距、超低空、超高空及水下目标的探测，让敌方无处遁形。但如此庞大的数据信息给信息的处理与融合带来了挑战，如何准确提炼出目标信息，并根据目标信息制定作战方案，分配作战行动是需要解决的首要问题。解决此问题，需要增加传感器的种类与部署范围，如远海空中侦察监视、近海水下预警探测，并提高传感器精度，力求在始端快速精准的识别定位目标，为后续指控系统数据融合处理节省时间。在智能化战争中，提高指控系统智能化水平是关键，通过指控系统信息融合能够全面准确分析战场局面，为方案制定以及精确打击提供依据。

在未来战场，制信息权占据十分重要的位置，夺取制信息权成为夺取战场主动权和控制权的首要条件，影响未来战争胜利的最终实现。

3.4 体系作战效能评估是制胜关键

马赛克战的一大技术特征就是大量无人作战平台加入到战场中，形成复杂的杀伤网络，这就导致相比以往的作战方式，在某种作战环境下，马赛克战能够组合出多条可行杀伤链(作战方案)，而作战方案的选取以体系作战效能最大为依据，如何快速准确地对体系作战效能进行评估是一个重点及难点问题。国外对作战效能评估的研究自20世纪60年代就已开展，已经提出了包括ADC、层次分析法等解析方法、统计法及仿真方法，而我国效能评估起步较晚，与国外还存在一定差距。未来战场呈现环境复杂，可行作战方案多，时效性强等特点，体系效能评估是否合理准确快速直接影响决策的准确性，以及最终的作战效果。随着大数据及智能算法的发展，给作战效能快速评估提供了可能，可以采用机器学习或者深度学习等智能算法对某作战环境下可行杀伤链作战效能进行快速评估为指挥员快速决策提供依据，并在作战单元损失的情况下对作战体系快速优化[20-22]。不仅对于敌方作战意图的判定还是我方作战方案的确定，复杂体系作战效能评估及优化的研究是海军发展必须要攻克的难题，如果快速准确的作战效能评估优化方法能够广泛应用到指挥决策系统中，必将对未来战场产生深远的意义和影响。

4 马赛克战作战想定

以敌方一艘核潜艇闯入我海域，我方海上作战力量对其进行攻击为作战想定说明马赛克战作战样式。我方由一艘驱逐舰，一艘侦察船、无人机，水面无人艇、水下无人潜器以及水下预置武器[23]、天基探测器组成，以驱逐舰作为核心，担负指挥控制及火力打击任务，无人装备上均搭载探测及火力单元，水下预置武器预先布设在海底，在各作战单元分布较广的情况下，水面及空中无人平台还能够提供通信中继功能，确保整个体系保持在一个联通的网络环境下，保证信息数据链路传输通畅、资源共享，以上作战系统与敌方目标形成一个复杂网络体系，根据马赛克战作战概念，从功能层面将网络构成节点分为侦察探测类(S)、指挥控制类(C)、拦截打击类(I)以及目标类(T)，各类型节点对应的作战平台如表1所示。作战网络中4类节点可以组成16种链接方式，根据OODA环理论，排除S→I、S→T、C→T、I→S、I→C等10类组合方式。每一类节点有多种作战平台可供选择，因此可以形成复杂交错的杀伤网，相同功能节点的不同作战平台具有不同的作战能力，如驱逐舰相比于无人机打击的毁伤能力要更强，而无人机的机动性及隐蔽性要优于驱逐舰，打击的灵活性更好，具体方案的选择需要根据实际战场形势以体系作战效能最大化进行确定。

表1 作战网络节点信息表

具体的作战流程如下，首先通过分布在战场上具有预警探测功能的作战平台收集战场信息，包括目标识别及定位，通过网络数据链将信息回传到驱逐舰指挥控制系统进行数据的处理融合，所有作战平台互联互通，信息共享。与此同时，智能化指挥系统，根据战场态势实时地向军事指挥员提供大量军事信息和多种决策方案，以体系作战效能为依据，指挥员结合自身经验和知识最终确定作战方案，并通过网络将作战方案下发。

本文以其中一种战场情况为例，侦察船及水下无人潜器通过声呐同时发现潜艇，水下无人潜器通过水声将目标信息传递给水面无人艇，水面无人艇及侦查船通过无人机作为通信中继将位置信息回传至驱逐舰，并持续对敌潜艇进行持续跟踪实时更新目标信息，形成两条跟踪链路，T→SUUV，T→Sship。通过信息融合处理确定目标方位、运动等信息，发现敌潜艇已远超出驱逐舰作战半径，通过智能化辅助决策系统结合我方兵力部署情况提出可由水下无人潜器、水下预置武器、水面无人艇及无人机等打击平台进行打击，形成IUUV→T，IPUW→T，IUSV→T、IUAV→T四种打击链路，根据各打击平台命中概率、反映时间等性能指标得出作战效能最优的方案，此作战情况下作战网络如图3所示。即使确定的作战方案中的打击平台被敌方摧毁，失去战斗能力，还可通过指控系统迅速组合出其他方案继续履行打击任务。

图3 作战网络图

5 结 语

本文首先梳理了美军作战概念的发展演变，分析了马赛克战提出的背景及必然性，并提炼出马赛克战融入无人作战单元的分布式结构等三大技术特征；然后，结合我海军实际，根据马赛克战特点，提出从“理技融合为支撑，通信技术为基础，信息保障为依据，效能评估为指导”四个方面加强我海军作战体系关键技术；最后，以反潜作战为想定，说明了马赛克战的作战样式及制胜机理。马赛克战作战概念是技术发展和军事理论创新的产物，预示着未来战场进入到崭新的阶段，对我海军既是考验也提供了新的发展方向，在未来的海军建设中，要聚力发展未来战场的关键技术，抢占制胜先机。